土遗址夯筑支顶加固表面色度检测的影响因素研究.pdf

第6 0卷2 0 2 4年第1期 西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)V o l.6 0 2 0 2 4 N o.1 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)D O I:1 0.1 6 7 8 3/j.c n k i.n w n u z.2 0 2 4.0 1.0 1 8收稿日期:2 0 2 3 0 5 2 0;修改稿收到日期:2 0 2 3 0 8 2 3基金项目:敦煌市科技支撑项目;中国科学院“西部之光”人才培养引进计划项目(2 0 J R 3 R A 0 0 8)作者简介:尚东娟(1 9 9 3),女,甘肃会宁人,助理馆员.主要研究方向为土建筑遗址保护.E m a i l:1 1 9 5 1 2 0 7 1 3q q.c o m*通讯联系人,男,研究馆员,博士,博士研究生导师.主要研究方向为石窟寺建筑和土建筑遗址保护.E m a i l:p e i q i a n g q 1 6 3.c o m土遗址夯筑支顶加固表面色度检测的影响因素研究尚东娟1,2,3,4,裴强强1,2,3,4*,赵国靖2,3,4,李志强2,3,张 博1,2,3(1.敦煌研究院,甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 0;2.国家古代壁画保护工程技术研究中心,甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 0;3.古代壁画保护国家文物局重点科研基地,甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 0;4.甘肃莫高窟文化遗产保护设计咨询有限公司,甘肃 敦煌 7 3 6 2 0 0)摘要:土遗址夯筑支顶加固外观多以目测评价协调性,受观测者主观影响较大.因此,量化评价已成为土遗址加固效果评价的关键问题,其中色度是重要的量化指标.为有效提高夯筑支顶体表面色度检测的准确性与科学性,通过检测不同颜色比例混合土试样的色度,确定人体能认别土体色差E的极限为3.6 24.0 8,提出了色度差界限E=4为土遗址夯筑支顶体色差质量控制临界值.通过现场测试发现,露天光线、边缘漏光、测试点凸凹不平均影响测试结果;光照环境与边缘漏光影响极小,当检测位置凹陷深度大于5 mm、面积大于5 0 mm2时,色度检测将出现较大偏差.为此本研究提出了夯土遗址色度检测的限定条件,为土遗址规范化保护提供理论和技术支撑.关键词:土遗址;色度;光照环境;加固效果;质量控制中图分类号:K 2 7 5.3 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-9 8 8(2 0 2 4)0 1-0 1 2 5-1 0I n f l u e n c i n g f a c t o r s o f c h r o m a t i c i t y d e t e c t i o no n t h e r e i n f o r c e d s u r f a c e o f r a mm e d s u p p o r t r o o f f o r s o i l s i t e sS HANG D o n g-j u a n1,2,3,4,P E I Q i a n g-q i a n g1,2,3,4,Z HAO G u o-j i n g2,3,4,L I Z h i-q i a n g3,4,Z HANG B o1,2,3(1.D u n h u a n g A c a d e m y,D u n h u a n g 7 3 6 2 0 0,G a n s u,C h i n a;2.N a t i o n a l T e c h n o l o g i c a l R e s e a r c h C e n t e r f o r C o n s e r v a t i o n o f A n c i e n t W a l l P a i n t i n g s a n d E a r t h e n H e r i t a g e S i t e s,D u n h u a n g 7 3 6 2 0 0,G a n s u,C h i n a;3.K e y L a b o r a t o r y o f C o n s e r v a t i o n a n d R e s e a r c h f o r A n c i e n t M u r a l s a n d E a r t h e n H e r i t a g e S i t e s,D u n h u a n g 7 3 6 2 0 0,G a n s u,C h i n a;4.G a n s u M o g a o G r o t t o e s C u l t u r a l H e r i t a g e P r o t e c t i o n D e s i g n C o n s u l t i n g C o.,L t d.,D u n h u a n g 7 3 6 2 0 0,G a n s u,C h i n a)A b s t r a c t:T h e a s s e s s m e n t o f a p p e a r a n c e a n d c o o r d i n a t i o n f o r e a r t h e n a r c h a e o l o g i c a l s i t e r e i n f o r c e m e n t s,w h i c h i s t r a d i t i o n a l l y d o n e b y v i s u a l i n s p e c t i o n,i s g r e a t l y i n f l u e n c e d b y t h e o b s e r v e r s s u b j e c t i v i t y.Q u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n h a s b e c o m e a c r i t i c a l i s s u e f o r a s s e s s i n g t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e s e r e i n f o r c e m e n t s,i n w h i c h c h r o m a t i c i t y i s a k e y m e t r i c.T o i m p r o v e t h e a c c u r a c y a n d s c i e n t i f i c v a l i d i t y o f c h r o m a t i c i t y m e a s u r e m e n t s o n t h e s u r f a c e o f t h e c o m p a c t e d s u p p o r t s,t e s t s o n s o i l s a m p l e s w i t h v a r y i n g c o l o r p r o p o r t i o n s w e r e c o n d u c t e d.I t w a s d e t e r m i n e d t h a t t h e h u m a n d i s c e r n i b l e c h r o m a t i c i t y d i f f e r e n c e E i s r a n g e d f r o m 3.6 2 t o 4.0 8.A c h r o m a t i c i t y d i f f e r e n c e t h r e s h o l d o f E=4 i s p r o p o s e d a s t h e c r i t i c a l v a l u e f o r q u a l i t y c o n t r o l o f t h e c o l o r d i f f e r e n c e i n t h e c o m p a c t e d s u p p o r t s o f e a r t h e n a r c h a e o l o g i c a l s i t e s.F i e l d t e s t s r e v e a l e d t h a t f a c t o r s s u c h a s a m b i e n t l i g h t,e d g e l i g h t l e a k a g e,a n d u n e v e n t e s t i n g p o i n t s c a n a f f e c t 521西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 t h e r e s u l t s,w h i l e t h e i m p a c t s o f l i g h t i n g c o n d i t i o n s a n d e d g e l i g h t l e a k a g e a r e m i n i m a l.T h e s i g n i f i c a n t d e v i a t i o n s i n c h r o m a t i c i t y m e a s u r e m e n t s a r e o c c u r r e d w h e n t h e t e s t i n g l o c a t i o n h a s a d e p r e s s i o n d e e p e r t h a n 5 mm a n d l a r g e r t h a n 5 0 mm2.B a s e d o n t h e s e f i n d i n g s,t h i s s t u d y i n t r o d u c e s s p e c i f i c c o n d i t i o n s f o r c h r o m a t i c i t y t e s t i n g i n c o m p a c t e d e a r t h e n a r c h a e o l o g i c a l s i t e s,w h i c h c a n o f f e r t h e o r e t i c a l a n d t e c h n i c a l s u p p o r t f o r t h e s t a n d a r d i z e d p r e s e r v a t i o n o f s u c h s i t e s.K e y w o r d s:e a r t h e n s i t e s;c h r o m a;l i g h t i n g c o n d i t i o n;r e i n f o r c e m e n t e f f e c t;q u a l i t y c o n t r o l 我国遗存大量形式各异、内容丰富的土遗址,具有 极 高 的 历 史、艺 术、科 学、社 会 及 文 化 价值1.在各种内外营力的作用下,土遗址产生不同类型和程度的病害,严重威胁土遗址的保存2.我国自2 0世纪8 0年代末开始对土遗址保护进行研究3,经过长期的科学实验探索和保护工程实践,形成了以掏蚀区夯筑支顶、表面风化渗透加固、开裂土体灌浆及锚固等为主的土遗址系列加固技术.随着保护观念的不断科学化,对土遗址保护提出了更高的要求.“保持原貌,不改变文物原状”的基本原则4要求文物修复者们不仅要在遗址结构特征和工艺技法上不断深入,而且要求修复后遗址外观形貌和原遗址相近,特别对区域加固、隐蔽困难、涉及范围相对较大的土遗址夯筑支顶加固体的表面色调提出了更高的要求.因此,如何科学量化评价保护措施对遗址本体外观色调的影响成为文物保护工作者研究的重要方向5.大量的工程实践和原始档案证明,土遗址加固后表面色差是评价工程加固效果的重要指标,也逐渐成为常用加固材料筛选的重要依据6.目前,土遗址保护措施加固前后常用的色差评价方法有目测法7-8和仪器测量法9-1 0.目测法简单直接,凭借检验者主观感受来研判色差大小,受观测者主观因素影响较大,往往在接近人类视觉辨识极限的情况下,不同观测者对同一工程加固效果可能给出不同的评价结果.仪器测量法可有效排除人为主观因素对评价结果的影响.然而,仪器测量易受现场光照环境、测量方式、土体表面凹凸粗糙程度等因素的影响,测量结果需要通过人为识别进一步验证标定.因此研究外界不同因素对色度检测的准确度,并提出科学准确的检测方法成为土遗址夯筑支顶加固体外观协调性评价的关键点.色度评价在多种材质的文物鉴定、保护修复及考古分析等方面发挥着巨大的作用.丁银忠等1 1利用色度学中L a b均匀色度空间、L CH色度空间和分光反射光谱曲线对故宫博物院藏宋代官窑瓷器釉的颜色进行定量化表征和分类,揭示了釉的不同颜色的色度学特征;郑利平1 2采用色差计对陶瓷修复过程中的材料配色进行定量化检测与评价;曹秋彬等1 3采用CM-2 6 0 0 d分光测色计研究环境因素对模拟石质文物表面色度的影响;殷向东等1 4对影响陶瓷颜料颜色测量的诸因素做了分析和研究,确定了陶瓷颜料颜色测量和表征的最佳方法;黄四平等1 5采用色度仪对土遗址几种加固材料进行加固前后色差的系统测试评价;周双林1 6等、和玲等1 7对土遗址加固前后的色差进行试验研究;毛维佳等1 8采用色度仪对土遗址表面进行了原位测试,发现墙体表面的裂缝与孔洞等特征均会对测试结果产生影响,然而并未建立孔洞尺寸、测量环境等与色差值的偏差影响关系.文物色度的检测多集中于陶瓷等表面光滑平整的材料,对土遗址加固前后色度对比也是建立在测量面较为平整的基础上,人为测量环境、表面漏光、平整度对测试结果有一定影响,但尚未形成系统的土遗址夯筑支顶加固表面色度检测方法.基于此,本 研 究 依 据C I E 1 9 7 6色 度 空 间1 9,采 用N R 2 0 X E色度仪对比不同比例混合土试样的色度仪器检测及人工辨识色度差的临界值,开展不同光照环境、表面漏光程度、边缘漏光程度及不同孔洞尺寸(深度、面积)条件下的试块色度检测,并结合露天环境夯土墙体色度原位检测,分析各因素对色差结果的影响程度,提出了土遗址夯筑支顶加固体表面色差质量控制阈值,建立了一套遗址表面色度可量化评价的测试方法,助推我国土遗址夯筑支顶加固保护工程的科学化与规范化发展进程.1 材料与方法1.1 试验材料选用颜色差别较大的红土、黑土和白土土料,621 2 0 2 4年第1期 尚东娟等:土遗址夯筑支顶加固表面色度检测的影响因素研究 2 0 2 4 N o.1I n f l u e n c i n g f a c t o r s o f c h r o m a t i c i t y d e t e c t i o n o n t h e r e i n f o r c e d s u r f a c e o f r a mm e d s u p p o r t r o o f f o r s o i l s i t e s实验用土粒径分布见图1,基本物理性质见表1.图1 实验用土粒径级配曲线F i g 1 T h e s o i l d i a m e t e r o n e-l e v e l m a t c h i n g c u r v e表1 实验用土基本物理性质T a b 1 B a s i c p h y s i c a l p r o p e r t y o f e x p e r i m e n t s o i l 样品名称最大干密度/(gc m-3)最优含水率/%比重界限含水率液限/%塑限/%塑性指数土类别黑土1.7 71 4.4 2.6 4 2 9.1 1 6.8 1 2.3粉质黏土红土1.9 31 9.3 2.4 6 3 3.2 2 1.0 1 2.2粉质黏土白土1.8 51 5.5 2.6 3 2 8.5 1 9.9 8.6 0粉土1.2 色度仪原理采用N R 2 0 X E色度仪测量,色度仪测量孔径为1 8 mm,其 中N R 2 0 X E色 度 仪 基 于C I E 1 9 7 6 L A B色域空间对物体色度进行描述,该色域空间可用笛卡尔坐标系来表示(图2),+a表示红色,-a表示绿色,+b表示黄色,-b表示蓝色,L表示色彩的明暗程度.实际工程中,常用明度差和总色差作为物体颜色差异的评价标准2 0,计算公式为:L=L1-L2,(1)E=(L)2+(a)2+(b)21/2.(2)图2 C I E 1 9 7 6 L A B色域空间F i g 2 C I E 1 9 7 6 L A B c o l o r g a m u t s p a c e1.3 试验方法1.3.1 混合土样色度测试 采用色度仪和目测法分别测试红土、黑土和白土不同混合比例试样的表面色度及视觉观感.每种比例设置三块平行样,取测试结果平均值.将红土、黑土和白土以不同比例混合,共计6 6组,见表2.采用土遗址油压制样机制备5 0 c m 5 0 c m 5 0 mm的立方体试块,试块干密度为1.7 0 gc m-3,待试块自然风干即含水率小于1%后,分别测试试样表面色度,一般连续测试3次取平均值.为了降低密度和含水率对结果产生的影 响2 1-2 2,各 组 试 样 密 度 之 差 不 大 于0.0 1 gc m-3,每组试样的含水率之差不大于1%.表2 不同比例混合土试样T a b 2 S a m p l e s o f m i x e d s o i l i n d i f f e r e n t p r o p o r t i o n s试样编号红:黑白试样编号红黑白试样编号红黑白试样编号红黑白试样编号红黑白R1 0B0W01 0 0 0R9B1W09 1 0R9B0W19 0 1R8B2W08 2 0R8B1W18 1 1R8B0W28 0 2R7B3W07 3 0R7B2W17 2 1R7B1W27 1 2R7B0W37 0 3R6B4W06 4 0R6B3W16 3 1R6B2W26 2 2R6B1W36 1 3R6B0W46 0 4R5B5W05 5 0R5B4W15 4 1R5B3W25 3 2R5B2W35 2 3R5B1W45 1 4R5B0W55 0 5R4B6W04 6 0R4B5W14 5 1R4B4W24 4 2R4B3W34 3 3R4B2W44 2 4R4B1W54 1 5R4B0W64 0 6R3B7W03 7 0R3B6W13 6 1R3B5W23 5 2R3B4W33 4 3R3B3W43 3 4R3B2W53 2 5R3B1W63 1 6R3B0W73 0 7R2B8W02 8 0R2B7W12 7 1R2B6W22 6 2R2B5W32 5 3R2B4W42 4 4R2B3W52 3 5R2B2W62 2 6R2B1W72 1 7R2B0W82 0 8R1B9W01 9 0R1B8W11 8 1R1B7W21 7 2R1B6W31 6 3R1B5W41 5 4R1B4W51 4 5R1B3W61 3 6R1B2W71 2 7R1B1W81 1 8R1B0W91 0 9R0B1 0W00 1 0 0R0B9W10 9 1R0B8W20 8 2R0B7W30 7 3R0B6W40 6 4R0B5W50 5 5R0B4W60 4 6R0B3W70 3 7R0B2W80 2 8R0B1W90 1 9R0B0W1 00 0 1 0721西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 1.3.2 光照环境影响测试 选择编号为R0B0W1 0的试样,分别测试摄影棚内暗光(05 L u x)、室内自然光(3 0 05 0 0 L u x)、室外太阳光照射(3 0 0 0 01 3 0 0 0 0 L u x)条件下的试样表面色度,结果见图3.分别对上述试样同一位置色度测量3次,取平均值.图3 不同光照条件色度测试F i g 3 C h r o m a t e s t u n d e r d i f f e r e n t l i g h t i n g c o n d i t i o n s1.3.3 漏光影响测试 选择编号为R0B0W1 0的试样,选定一平面,对该平面分别挖长1 8 mm、宽2 mm、深2 mm凹 槽1道、2道、3道、4道、5道、6道、7道、8道(D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8),见图4(a),对8道凹槽分别拉通得到4条拉通凹槽(D9,D1 0,D1 1,D1 2),见图4(b).侧面挖长1 5 mm、宽5 mm、深5 mm阶梯型侧向漏光通道,为增加侧向漏光量,阶梯数量分别设置为平面、1层、2层、3层和4层(T0,T1,T2,T3,T4),见图4(c).分别对上述试样不同条件下同一位置进行色度测量(图4(d)3次,取平均值,测试方法见图5.图4 漏光色度测试试样F i g 4 L e a k a g e c h r o m a t e s t s a m p l e图5 不同试验测试方法F i g 5 D i f f e r e n t e x p e r i m e n t a l t e s t m e t h o d s1.3.4 表面不平整影响测试 选择纯白R0B0W1 0(0 0 1 0)试样,制备不同深度和直径的圆形凹面,凹面呈锥形,由边缘至中心位置垂直距离逐渐增大,最大深度为1,2.5,5,7.5,1 0,1 2.5,1 5,1 7.5,2 0,2 2.5 mm,直径均为最大深度2倍,试样不同直径和不同深度渐变式凹面变化见图6(a)(f),其深度和直径见表3.同时,采用编号为R0B0W1 0的试样,制备表面均匀,深为5 mm,边长分别为5,7,1 0,1 5,2 0,2 5 mm的试样,测试平底不同边长正方形凹面的色度变化,见图6(g)(l),其深度和边长见表4.分别测试同一位置色度3次,色度仪测试结果取平均值,测试方法见图5.1.3.5 露天环境原位测试 在露天足尺夯土墙(图7)上选取1 m1 m正方形,测试区域采用小铁钉和细绳划分为1 0 c m1 0 c m不同区块,并用三维扫描仪测试不同区块的表面平整程度,准确量测表面起伏 尺 度,其 中 三 维 扫 描 为F A R O Q u a n t u m M a x S c a n A r m臂式三维扫描仪,测量速率为每秒4 8 0 0 0次,扫描区域2 7 5 c m2 5 0 mm,分辨率0.0 5 mm,精确度0.0 2 mm.表3 不同深度和直径试样T a b 3 S a m p l e s o f d i f f e r e n t d e p t h s a n d d i a m e t e r s试样编号最大深度h/mm直径D/mmH1D21.02H2.5D52.55H5D1 05.01 0H7.5D1 57.51 5H1 0D2 01 0.02 0H1 2.5D2 51 2.52 5H1 5D3 01 5.03 0H1 7.5D3 51 7.53 5H2 0D4 02 0.04 0H2 2.5D4 52 2.54 5821 2 0 2 4年第1期 尚东娟等:土遗址夯筑支顶加固表面色度检测的影响因素研究 2 0 2 4 N o.1I n f l u e n c i n g f a c t o r s o f c h r o m a t i c i t y d e t e c t i o n o n t h e r e i n f o r c e d s u r f a c e o f r a mm e d s u p p o r t r o o f f o r s o i l s i t e s图6 表面不平整试样F i g 6 S a m p l e w i t h u n e v e n s u r f a c e表4 等深不同边长试样T a b 4 S a m p l e s o f e q u a l d e p t h a n d d i f f e r e n t s i d e l e n g t h s试样编号平均深度h/mm边长L/mmL555L757L1 051 0L1 551 5L2 052 0L2 552 5图7 露天环境测试对象F i g 7 T e s t o b j e c t o f o p e n a i r e n v i r o n m e n t考虑到表面不平整的影响,每个网格内分别在4个角及中心位置测试5个点,见图8.在1 0 0个1 0 c m1 0 c m网格内选取一个相较最平整平面为基准测量面,测得平均基准点色度值L为6 1.5 8,a为7.5 6,b为1 4.9 1;记录其他网格内的色度测量值,对比基准点得到不同测试网格内不同点位的L,a和b,并计算得到色差值E,根据测试结果分析表面不平整程度与测试色度值之间的关系.图8 夯土墙体色度测量点F i g 8 M e a s u r e m e n t p o i n t s f o r t h e c h r o m a t i c i t yo f r a mm e d e a r t h w a l l s2 结果与分析2.1 不同混色土样色度检测红-黑 混 合 土 与 纯 黑 土R0B1 0W0、纯 红 土R1 0B0W0明度差及色度差见图9.由图9可知,随着红土含量占比的增加,红-黑混合土与R1 0B0W0的明度差逐渐减小,与R0B1 0W0的明度差逐渐增大,红土含量越高,混合土的明度越低,即混合土的透明度越差,混合土的明度差曲线的间距为纯黑土R0B1 0W0、纯红土R1 0B0W0的明度之差.随着红土含量的增加,红-黑混合土与R1 0B0W0的总色差逐渐减小,与R0B1 0W0的总色差逐渐增大;红土含量较少时,混合土的色度差曲线斜率较大,表明少量红土对红-黑混合土色度影响较大;随着红土含量的继续增加,混合土的色度差曲线近似为一条直线,与红土含量以正比例关系发生变化.红-白混合土明度和色度与纯红土R1 0B0W0、图9 红-黑混合土与原土明度差、色度差变化关系F i g 9 V a r i a t i o n c u r v e o f l i g h t n e s s d i f f e r e n c e a n dc h r o m a t i c i t y d i f f e r e n c e b e t w e e n r e d-b l a c km i x e d s o i l a n d o r i g i n a l s o i l921西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 纯白土R0B0W1 0的明度差及色度差见图1 0.由图1 0可知,随着红土含量的增加,红-白混合土与R1 0B0W0的明度差减小,与R0B0W1 0的明度差逐渐增大,明度差曲线近似为直线,但随着红土含量的增加,红白混合土的明度在持续降低.红-白混合土与R1 0B0W0的色度差与红土含量呈负相关,与R0B0W1 0的色度差呈正相关,色差曲线均以线性关系发生变化.图1 0 红-白混合土与原土明度差、色度差变化关系F i g 1 0 T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n r e d-w h i t e m i x e d s o i la n d o r i g i n a l s o i l l i g h t n e s s d i f f e r e n c e a n dc h r o m a t i c i t y d i f f e r e n c e黑-白混合土明度和色度与纯黑土R0B1 0W0、纯白土R0B0W1 0明度差、色度差见图1 1.由图1 1可知,黑-白混合土与R0B1 0W0的明度差随黑土含量呈现显著负相关趋势,说明黑-白混合土的明度随着 黑 土 含 量 的 增 加 在 减 小.黑-白 混 合 土 与R0B0W1 0明度差变化随着黑土含量增加与黑白混合土与原黑土明度差变化趋势一致.随着黑土含量的增加,黑-白混合土与R0B1 0W0色度差呈负 相关,与原白土色度差呈正相关,即随着黑土含量的增大,黑白混合土与原黑土颜色变化越接近,与原白土颜色变化越明显.图1 1 黑-白混合土与原土明度差、色度差变化关系F i g 1 1 T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n b l a c k-w h i t e m i x e d s o i la n d o r i g i n a l s o i l l i g h t n e s s d i f f e r e n c e a n dc h r o m a t i c i t y d i f f e r e n c e在色域空间里,颜色越黑明度越低,颜色越白明度越高,结合图9-1 1可知,混合土中,同等比例掺杂纯土对土体颜色改变的影响为:黑土红土白土.混合少量明度低的土体能引起较大的土体色差,即明度低的土体对土体颜色变化的贡献值更大.2.2 土遗址支顶加固色差阈值选取经验丰富的现场施工人员和室内实验人员,对3种不同颜色比例混合土所制备试块的颜色进行比对(图1 2).将比对结果与色度仪测量得到色差值对应,得到夯筑支顶加固色差阈值.选择纯红土R1 0B0W0与红-黑混合土试样R9B1W0,R8B2W0,R7B3W0,R6B4W0,R5B5W0,R4B6W0,R3B7W0,R2B8W0,R1B9W0以及红-白混合土试样R9B0W1,R8B0W2,R7B0W3,R6B0W4,R5B0W5,R4B0W6,R3B0W7,R2B0W8,R1B0W9,综合 人 为 观 测 可 得,红-黑 混 合 试 样R5B5W0与R1 0B0W0对比有明显的色差,在红-黑混合试样中,当红土所占比例小于6时,人为观察色差越明显,由图9可知,R6B4W0与R1 0B0W0的色差值为3.6 2.综合人为观测可得,红-白混合试样R6B0W4与R1 0B0W0对比有明显的色差,在红-白混合试样中,当红土所占比例小于7时,人为观察 色 差 越 明 显,由 图1 0可 知,R7B0W3与R1 0B0W0的 色 差 值 为3.9 7.同 理 选 择 纯 黑 土R0B1 0W0与 黑-红 混 合 土 试 样R1B9W0,R2B8W0,R3B7W0,R4B6W0,R5B5W0,R6B4W0,R7B3W0,R8B2W0,R9B1W0以及黑-白混合土试样R0B9W1,R0B8W2,R0B7W3,R0B6W4,R0B5W5,R0B4W6,R0B3W7,R0B2W8,R0B1W9,综合 人 为 观 测 可 得,红-黑 混 合 试 样R3B7W0与R0B1 0W0对比有明显的色差,在黑-红混合土试样中,当黑土所占比例小于8时,人为观察色差越明显,由图9可知,R2B8W0与R0B1 0W0的色差值为3.8 9.综合人为观测可得,黑-白混合试样R0B0W1 0与R0B1 0W0对比有明显的色差,在黑-白混合试样中,当黑土所占比例小于1时,人为观 察 色 差 越 明 显,由 图1 1可 知,R0B1W9与R0B1 0W0的色差值为3.6 7.同理可得人为观察黑-白混合土R0B9W1与纯白土R0B0W1 0有明显的色差.由图1 1可知,R0B8W2与R0B0W1 0的色差值为4.0 8.人为 观 察 红-白 混 合 土R3B0W7与 纯 白 土031 2 0 2 4年第1期 尚东娟等:土遗址夯筑支顶加固表面色度检测的影响因素研究 2 0 2 4 N o.1I n f l u e n c i n g f a c t o r s o f c h r o m a t i c i t y d e t e c t i o n o n t h e r e i n f o r c e d s u r f a c e o f r a mm e d s u p p o r t r o o f f o r s o i l s i t e sR0B0W1 0有明显的色差,由图1 0可知,R2B0W8与R0B0W1 0的色差值为3.8 7.因此,在不考虑裂隙与表面平整度的影响,人为观测土体色差能辨识阈值为3.6 24.0 8.当所测土体试块颜色总色差小于观测者人为观测土体色差能辨识的阈值时,其与原土体总色差相差不大,认为遗址土体保护加固在色差上满足工程要求;所测土体试块颜色总色差超过人为观测土体色差能辨识的阈值时,认为遗址土体保护加固在色差上不满足工程要求.图1 2 不同混合比土样表面照片F i g 1 2 S u r f a c e p h o t o s o f s o i l s a m p l e s w i t h d i f f e r e n t m i x i n g r a t i o s2.3 不同测试环境下土体色度检测在摄影棚暗光、室内自然光、室外阳光照射条件下采用色度仪测量同一试块相同位置的色度,以摄影棚内暗光条件下测量结果为计算色差标样,分别得到室内自然光、室外亮光条件下试块的色度差,结果见表5.由表5可知,上述3种条件下测得的试样明度差分别为0.0 9,0.0 5,色度差分别为0.1 4,0.0 9,远低于人为观测土体色差能辨识的阈值,所以光照的明暗程度对色度仪测量试样色度的结果几乎无影响.因此对土遗址夯筑支顶加固区域进行色度检测时,无论是太阳照射还是阴雨天气,外界光线的条件对测试结果几乎无影响,可忽略外131西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 界光照因素对土遗址色度仪色度检测的影响.表5 不同环境感光度色度值T a b 5 D i f f e r e n t a m b i e n t s e n s i t i v i t y c h r o m a v a l u e s不同光照环境LabLabE摄影棚内暗光5 6.6 98.2 71 6.7 7/室内自然光5 6.7 88.2 61 6.8 80.0 9-0.0 10.1 10.1 4室外阳光5 6.7 48.2 61 6.8 50.0 5-0.0 10.0 80.0 92.4 不同漏光条件下色度检测将试样平面挖取凹槽,分为从槽内边缘漏光与拉通透光进行实验,结果见表6.由表6可知,挖取不同凹槽漏光度对试块的色差值影响极小,拉通漏光比槽内不同凹槽边缘漏光影响略大,与测量面挖取凹槽有直接关系,明度差对色差值的改变为主要因素,但相比于平面测试结果E均小于1,远小于人为观测辨识色差阈值,因此,当测试区表面因小程度凸凹不平而漏光时,几乎不